“我们不会在短期内出现石油危机,至少不会在几十年内出现石油危机。关键在于如何将石油预测资源量转化为探明储量和可采储量”
文/《瞭望》新闻周刊记者孙英兰
看过我国古代神话小说《封神演义》的人一定还记得这样的情节:商朝的上大夫杨任因直谏商纣王而被剜去双目,后有道德真君念其忠肝义胆,怜救万民,遂施仙术还他一双“神眼”,可“上看天庭,下观地穴,中识人间万事”。
对于从事石油勘探的科研人员而言,能有一双“神眼”,可以穿透地层并准确找到油气的位置,是他们一生的梦想和追求。因为他们科研的终极目标就是找到石油。
“石油勘探的投入很大。打一口油井,少则几百万、多则上千万甚至上亿元的投入。如果钻头下去,没看到油,那损失就太大了。所以,准确的预测判断油气层对石油勘探开采至关重要。”我国著名的石油地质专家、北京石油勘探开发科学研究院教授裘怿楠近日告诉《瞭望》新闻周刊,“‘地震数据体结构特征法预测油气’的理论和方法,经过多年的实践,几百口油井检验。通过对300多口井的统计,总体钻井符合率高达70%以上,经济效益显著,非常值得大力推广应用。”
钻研:渴望一双“神眼”
裘怿楠教授向本刊记者介绍的“地震数据体结构特征法预测油气”的理论方法,是他的弟子林昌荣率先提出来的。“ 他是我的硕士研究生,后来又去中国石油大学读了博士。这个学生非常好学,肯吃苦,肯钻研,就是不太善于表达,写的文章也不够多,为此我说过他几次……”
坐在本刊记者面前的林昌荣是穿着随意、身高足有一米八的大块头,年过半百的他,脸上挂着腼腆的微笑。1959 年8月出生的林昌荣自幼受当教师的父亲的影响,酷爱学习。1978年9月,他以优异成绩进入同济大学海洋系海洋地质专业,从家乡福建泉州赴上海学习。1982年,大学毕业的林昌荣被分配到中海油南海西部石油勘探开发科学研究院(广东湛江)从事海洋石油地质研究。
林昌荣说,搞石油地质的人,最终目的就是要找到油气田,为国家找到更多的油气(石油、天然气)。自上世纪40 年代以来,应用地震资料进行钻前油气预测的研究中,曾相继出现“亮点”、“暗点”等试图直接显示油气的技术,但应用效果不很理想。而传统的地质预测通常是通过露头、钻井等技术手段采集样品,结合石油地质等一些理论进行分析、研究,推理、判断含油气性,十分复杂繁琐。
“能不能有一种简洁有效的方法,可以直接寻找到地下油气呢?”林昌荣找来南海西部石油勘探开发科学研究院(下称南海分公司)保存的大量地震勘探原始数据进行研究,通过提取每一地震道的振幅数列,研究其离散数据点排列、组合的结构特征与含油气性的关系。采用这种方法的目的,在于通过研究地震资料预测油气,提高钻前油气预测成功率。林昌荣最终于 1985年提出了在地震资料上直接预测油气的“地震数据体结构特征法”。
为了更系统地拓展自己的知识面,1985年林昌荣考入北京石油勘探开发科学研究院,师从裘怿楠攻读石油地质专业的研究生,读研期间,他翻阅了国内外大量的石油地质和地球物理勘探方面的资料,在完成研究生规定课程的同时,埋头钻研地球物理学。研究生毕业不久,林昌荣就写出两篇很有分量的论文,一篇是研究储层的《牛庄油田沙三段砂体成因类型及其形成机理探讨》、另一篇是预测油气的《地震数据结构特征与油气预测》,实现了从早期提出“地震数据体结构特征法预测油气”到实际应用的质的飞跃,这为他此后形成的“地震数据体结构特征法预测油气’的理论方法奠定了更扎实的基础。
1988年7月,研究生毕业的林昌荣回到湛江,继续从事石油勘探研究。根据自己提出的理论,1989年,林昌荣在南海分公司首先提出莺歌海盆地浅层存在着一大气田的判断。而在当时,“浅层不成岩的砂泥中是不可能形成大气田的” 论断已是业界的共识,林的预测在当时并没有引起重视。时隔二年的1991年,我国海上第一个上千亿立方米的东方1-1 大气田被发现,实现了海上浅层大气田存在零的突破。林昌荣的预测在钻井实践中得到了验证,但很多人更愿意相信林昌荣是 “瞎猫碰上了死耗子”,是“撞上的”,是运气。
为了检验和完善自己的理论和方法,从1989年到1999年的十年间,林昌荣先后多次在南海、渤海、东海的中海油海域的陆源碎屑岩油气层试验,其预测准确率达70%以上。近几年,林昌荣又投入到对陆地油气的预测研究上,200 2年以来,又陆续对塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地的深层碳酸盐岩储集层或浅层砂岩储集层含油气性进行研究,对中石油、中石化所属的克拉2气田、柯克亚油气田、阿克气田、塔河油田、大牛地气田、河坝气田等进行研究预测,都取得很好效果,获得巨大的经济效益。
从2005年开始,“地震数据体结构特征法预测油气层”技术在中原油田得到推广应用。由林昌荣领衔的“普光气田地震数据体结构特征法油气储集层预测研究”和“普光气田地震数据体结构特征法含气性预测及气田地质储量评价”两项研究成果,为普光气田的滚动勘探开发、为大气田主体开发方案部署的52口开发井提供了有力的科学依据,同时成为气藏工程的重要参考资料。
在川东北地区发现的普光气田是迄今为止国内规模最大、丰度最高的特大型整装海相气田。林昌荣对普光气田钻前含气性预测,成功率达80%以上。
2007年8月19日,教育部组织的鉴定会出具报告,称林昌荣提出的“地震数据体结构特征法预测油气”从理论方法研究、油气预测技术和实际应用效果三个方面都取得了新的突破——
在理论方法研究方面,林昌荣在国际上首次将灰度理论引入天然气预测,提出“地震数据体结构特征法预测油气层” 的基本原理和算法,以及油气层划分标准,较大幅度地提高了油气预测的准确率。
在油气探测技术上,创造性地实现了油气预测过程中,可以从纵向与横向上同时量化标定、图与表可以相互对比的定量解释油气层的新技术,解决了长期以来纵向上与横向上油气预测时有不和谐的难题,拓宽了油气预测技术手段,增加了油气预测的显示方式。
在油气预测成果表达方面,采用无量纲黑白标定,有利油气区分布范围、特征和规律不用太多的人为推理判断,尽量减少对油气检测的不确定因素,研究结果简单、明了。
在应用效果和推广方面,此项油气预测技术推广应用于渤海湾、南海、四川、鄂尔多斯和塔里木盆地等中国三大石油公司不同沉积盆地、不同岩性和不同圈闭类型的油气田上,成为油公司布井或优选井位的重要参考依据。通过对300多口井的统计结果,钻井符合率总体高达70%以上,取得了显著经济效益。
执著:任由他人评说
裘怿楠告诉本刊记者,20年前,林昌荣的这一理论是不被业界认可的,“但最可贵的是他非常执著,20年多年来一直坚持研究、探索,甘坐冷板凳”。
林昌荣说,自己是搞石油预测的,只要能为国家多找几个大油田,即使承受再大的压力也值得。“我在南海的13年,基本上是与外界隔离,不问世事,心思全用在研究油气预测上了。当年提出莺歌海盆地浅层存在大气田的判断时,是顶着巨大压力的,说什么的都有,因为此前从没有在海上浅层发现过大气田。”
1995年,林昌荣由中海油南海分公司调到北京总公司生产研究中心,继续从事石油地质研究,“油气预测”仍是他的“最爱”。同年,我国科技人员在地下1300-1500米处发现了渤海QHD32-6油田。通过对相关数据的研究,1996年,林昌荣明确提出,QHD32-6油田在浅层900米左右还有一个大油层。按照林昌荣给出的具体建议,很快就在井深900米左右发现了一个规模比较大的油层。
能用自己的理论和技术预测油气层,就如同生就一双能够穿透地层的“神眼”,这让林昌荣很自豪,因为“这不仅提高了找油气的准确率,也节省了巨大的油气勘探开采的成本,可以为国家节省一大笔费用”。
1996年林昌荣应邀参加了在美国举行的国际海洋技术博览会(OTC)。1999年,在印尼召开的由国际石油工程师学会主办的亚太石油会议(SPE99)上,林昌荣代表中国作了15分钟的大会报告,反响热烈。
此时,林昌荣提出的“地震数据体结构特征法预测油气”的理论方法已经经过十余年的实践检验,正被越来越多的业界人士和石油公司接受。林昌荣也如同中国石油勘探领域突然闯出的一匹黑马为国外大的石油公司关注,加拿大石油公司最早向林昌荣伸出橄榄枝。“直到去年,还有美国的大公司力邀我加盟,还有一些国外的大公司出高价要买我的技术,都被我谢绝了。我就想用我的所学为自己国家服务。”
坚持:国家利益为重
林昌荣告诉本刊记者,根据全国最新油气资源评价结果分析,我国石油地质资源量近千亿吨,石油可采资源量超过2 00亿吨,迄今只探明几十亿吨,石油资源探明程度不到30%,远低于64%的世界平均探明率;我国石油平均采收率也不到35%,远低于45%的世界平均水平。“这说明,我国拥有丰富的石油资源潜力,我们不会在短期内出现石油危机,至少不会在几十年内出现石油危机。关键在于如何将石油预测资源量转化为探明储量和可采储量。”林昌荣说。
他十分肯定地表示,中国并不是“贫油国”。“在中国,至今没有发现大规模或多个大型油气田,并不能说明中国地底下缺少油气,只是中国油气成因极为复杂,一方面,塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地、黄河三角洲等沉积盆地基底都很深,加之中国的地形复杂,沉积盆地受到太平洋、大西洋和印度洋三股力量的混合作用,使得油气成藏分布规律十分复杂;另一方面,我国油气藏类型多种多样,勘探开发有很多理论技术问题需要突破”,“地下有石油,但还没有被发现,或由于当前的技术问题,无法拿到地面上来使用,那是可以通过理论创新、技术进步得到改善或消除的,中国正处于此阶段”。
我国著名的海洋地质与地球物理学家刘光鼎院士曾对我国油气资源作过一个形象的比喻,他告诉本刊记者,“中国的油气好比是四层楼,最底下是早古生代的,依次是晚古生代的,中生代的——我称之为前新生代残留盆地,随后才是新生代陆相碎屑岩沉积盆地,中国50年的油气勘探只停留在浅层,还有三层没有挖掘和开发,应该到古代的海相地层里去找油气。”
刘光鼎说,“两次油气资源评价都说明,中国油气资源的潜力巨大,目前探明储量不到1/3,至少前新生代海相碳酸盐岩领域就有待于勘探开发。……中国油气资源的前景是美好的,只要我们针对中国的地质情况,大力发展地球物理方法,就一定可以找到并开发出更多的油气资源。”
相关资料显示,中国作为世界第二大石油进口国,对石油进口依存度高达45%以上,已超过国际石油安全警戒线(4 0%),这在一定程度上造成我国石油的对外长期依赖性和负面作用。而我国在石油勘探方面的研究还很薄弱,装备制造能力还很不够,这导致石油公司每年都要花巨资购买国外的设备和软件。
“加快提升我国石油工业自主创新的能力,加强油气勘探、预测技术理论体系的创新,研发具有自主知识产权并符合中国油气分布规律的新的油气理论、方法、技术并以此指导我国的石油勘探,将地下石油资源量转化为地面可用能源,应是打破目前这种尴尬局面的最佳途径。”
林昌荣不无遗憾地说,“长期以来,在自主知识产权和企业创新的核心技术上,我们缺乏自信心,往往自己搞出来的东西,自己不敢相信或是不愿意相信。而在没有外部坏境的推动下,再好的东西也难以实现。所以创新环境建设亟待加强。”
许多跨国公司抢滩中国,要联合开发中国的油气田,这让林昌荣忧心忡忡。
“有关方面一定要清醒地认识到,石油是战略物资,是我国经济未来发展的重要支撑。绝不能因为眼前利益而损害国家的长远利益。我国现在的经济技术实力已具备了独立开采油气的能力,绝不能轻言与国外的合作。否则,我们丢掉的不仅仅是市场,更是国家未来发展的命脉。”林昌荣说。